高中化学 第二章 分子结构与性质 2_1_2 共价键的键参数与等电子原理课时训练（含解析）新人教版选修3.doc

第2课时共价键的键参数与等电子原理课时训练7共价键的键参数与等电子原理基础夯实一、键参数1.NH键键能的含义是()A.由N和H形成1 mol NH3所放出的能量B.把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的能量C.拆开约6.021023个NH键所吸收的能量D.形成1个NH键所放出的能量解析:NH键的键能是指形成1 mol NH键放出的能量或拆开1 mol NH键所吸收的能量,不是指形成1个NH键释放的能量。1 mol NH3中含有3 mol NH键,拆开1 mol NH3或形成1 mol NH3吸收或放出的能量应是1 mol NH键键能的3倍。答案:C2.下列说法中正确的是()A.分子中键能越大,键长越长,则分子越稳定B.元素周期表中的第A族(除H外)和第A族元素的原子间可能形成共价键C.水分子可表示为HOH,分子中键角为180D.HO键的键能为463 kJmol-1,即18 g H2O分解成H2和O2时,消耗的能量为2463 kJ解析:D项,HO键的键能为463 kJmol-1,则拆开1 mol HO键所需吸收的能量也为463 kJ,18 g H2O(即1 mol H2O)中含2 mol HO键,断开其中的HO键时需吸收2463 kJ的能量,再进一步形成H2和O2时,还需释放出一部分能量,故还需知道HH键和键的键能,故D项错;Li的电负性为1.0,I的电负性为2.5,两者电负性的差值为1.5Br2Cl2D.预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热少解析:Cl2分解为气态原子时需要克服原子间的共价键,需要吸收能量,A项错;共价键的键能越大,该键断裂时越难,含有该键的分子越稳定,B项正确;键能越大,生成该键时放出的热量越多,C项错;按照F、Cl、Br、I的顺序,元素的非金属性逐渐减弱,HX(X代表卤素原子)的键能越来越小,则键能:HFHCl,故H2在F2中燃烧时放热多,D项错。答案:B5.能说明BF3分子中的4个原子在同一平面的理由是()A.两个键之间夹角为120B.BF键为非极性共价键C.3个BF键的键能相同D.3个BF键的键长相等解析:当FBF键角为120时,BF3分子中的4个原子共面且分子构型为平面三角形。分子的立体构型由分子化学键的键长和键角决定。答案:A6.已知HH键能为436 kJmol-1,NH键能为391 kJmol-1,根据化学方程式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJmol-1,则NN键的键能是()A.431 kJmol-1B.946 kJmol-1C.649 kJmol-1D.896 kJmol-1解析:化学反应的本质是反应物分子中的旧键断裂(吸收能量)和生成物分子中的新键形成(放出能量)。反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和。设NN键的键能为E(NN),则有1 molE(NN)+3 mol436 kJmol-1-2 mol3391 kJmol-1=-92.4 kJmol-1解得E(NN)946 kJmol-1。答案:B二、等电子原理7.下列物质属于等电子体的一组是()A.CH4和NH3B.B3H6N3和C6H6C.F-和MgD.H2O和CH4解析:本题主要考查对等电子体概念的理解。等电子体需具备两个条件:一是微粒的原子总数相同,二是微粒的价电子总数相同。A项中CH4与NH3的原子总数不相等;C项中F-和Mg的价电子总数不相同;D项中H2O和CH4的原子总数不相同,只有B项正确。答案:B8.根据等电子原理推测下列微粒的立体构型与其他三项不同的是()A.SiCl4B.SiC.PD.N解析:等电子原理可以推广到离子,即等电子体是指价电子总数相同,且原子总数相同的分子或离子,它们具有相同的结构特征。A、B、C选项中的微粒具有相同的原子总数(5)和价电子总数(32)相同,互为等电子体,立体构型相同。答案:D9.美国科学家合成了含有的盐类,含有该离子的盐是高能爆炸物质,该离子的结构呈“V”形,如下图所示(图中箭头代表单键)。以下有关该物质的说法中正确的是()(导学号52700084)A.每个中含有35个质子和36个电子B.该离子中只含有非极性键C.该离子中含有2个键D.与P互为等电子体解析:该离子可看作是5个N原子共失去1个电子后得到的,故含有35个质子和34个电子,A项错;该离子中的键全部是N原子之间形成,故全部是非极性键,B项正确;该离子中含有两个NN键,故含有4个键,C项错;P中含有32个价电子,含有24个价电子,与P不互为等电子体,D项错。答案:B10.等电子体的结构相似、物理性质相近,称为等电子原理。N2和CO为常见的等电子体。下表为部分元素形成的等电子体及对应的立体构型表。(导学号52700085)等电子体类型代表物质立体构型四原子24e-等电子体SO3平面三角形四原子26e-等电子体S三角锥形五原子32e-等电子体CCl4四面体形六原子40e-等电子体PCl5三角双锥形七原子48e-等电子体SF6八面体形试回答:(1)下面物质分子或离子的立体构型:Br,C,Cl。(2)由第一、二周期元素组成,与F2互为等电子体的离子有。(3)SF6的立体构型如图1所示,请再按照图1的表示方法在图2中表示OSF4分子中O、S、F原子的空间位置。已知OSF4分子中O、S间为共价双键,S、F间为共价单键。解析:解决本题的关键是互为等电子体的物质结构相似、物理性质相似。(1)Br与S互为四原子26e-等电子体,所以其立体构型与S一样为三角锥形;C与SO3互为四原子24e-等电子体,与SO3的结构相同,立体构型为平面三角形;同理可知Cl与CCl4互为等电子体,Cl的立体构型为四面体形。(2)F2中含有2个原子,14个价电子,所以第一、二周期中与F2互为等电子体的离子有。(3)SF6的立体构型为八面体形,如图1;OSF4与PCl5互为六原子40e-等电子体,其立体构型为三角双锥形。答案:(1)三角锥形平面三角形四面体形(2)(3)11.科学家常用“等电子体”来预测不同物质的结构,例如CH4与N有相同的电子数和立体构型。依此原理在下表空格中填出相应的化学式:;。CH4CNN2N2解析:根据等电子原理,和N2互为等电子体的是C2H6,和C互为等电子体的是N,和N2互为等电子体的是CO。答案:C2H6NCO能力提升1.下列分子中,键能最小的是()A.F2B.Cl2C.Br2D.N2解析:N2中有一个三键,键能较大;F2、Cl2、Br2中只有一个单键,键能较小,F2分子中电子云“密度大”,氟原子间斥力大,键能最小。答案:A2.下列说法中正确的是()A.在气体单质分子中,一定含有键,可能含有键B.烯烃比烷烃的化学性质活泼是因为烷烃中只含键而烯烃含有键C.等电子体结构相似,化学性质相同D.共价键的方向性决定了原子在形成分子时相互结合的数量关系解析:稀有气体单质为单原子分子,不含任何化学键,A项错;等电子体结构相似,化学性质相似而不是相同,C项错;共价键的饱和性决定了原子在形成分子时相互结合的数量关系,D项错。答案:B3.下列事实不能用键能的大小来解释的是()A.氮元素的电负性较大,但N2的化学性质很稳定B.稀有气体一般难发生反应C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱D.F2比O2更容易与H2反应解析:本题主要考查键参数的应用。由于N2分子中存在NN三键,键能很大,破坏共价键需要很大的能量,所以N2的化学性质很稳定。稀有气体为单原子分子,分子内部没有化学键。卤族元素按从FI的顺序,其元素的原子半径逐渐增大,其氢化物中的键长逐渐变长,键能逐渐变小,所以其氢化物的稳定性逐渐减弱。由于HF键的键能大于HO键的,所以F2与H2更容易反应。答案:B4.“笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。下列说法合理的是()A.依据等电子原理N2O与SiO2分子具有相似的结构(包括电子式)B.已知N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连,则N2O的电子式可表示为C.N2O与CO2互为等电子体,因此不含非极性键D.N2O为V形分子解析:互为等电子体的两者必须具有相同的原子总数和价电子总数,故N2O与CO2互为等电子体,而CO2的结构式为,故N2O也为直线形分子,而SiO2为正四面体形结构,A项、D项错;因为N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连,则N2O的结构式为,N2O分子中含有非极性键,B项正确,C项错误。答案:B5.下列几组微粒互为等电子体的是()N2和CONO和CO2和CS2N2O和N和O3BF3和SO3A.B.C.D.解析:等电子体具有两个显著特点:一是原子总数相同,二是价电子总数相同。这是判断等电子体的根本依据。从原子总数上看都符合条件,关键是看它们之间的价电子总数。N2和CO的价电子总数均为10;NO和的价电子总数均为11;两组中的四种微粒的价电子总数均为16;N和O3的价电子总数均为18;BF3和SO3的价电子总数均为24。故全符合题意。答案:D6.电容是我们熟悉的电子元件之一,某种电容是使用TCNQ作为阴极的有机半导体电容,在高温时容易挥发出剧毒的氰气。已知氰气的化学式为(CN)2,结构式为,性质与卤素相似,下列说法正确的是()A.在一定条件下可以发生加成反应B.分子中的键的键长大于CC键的键长C.分子中含有键和键都是4个D.它与水反应可以生成两种强酸解析:由于该物质中含有不饱和键,能发生加成反应,A项正确;由于N原子的半径小于C原子的,键的键长小于CC键的,B项错;在该分子中含有2个CN 键和1个CC 键,分子中含有2个键,故共有4个键和3个键,C项错;(CN)2与水反应生成的两种酸(HCN和HCNO)都为弱酸。答案:A7.根据下表中所列键能的数据,判断下列分子中,最不稳定的是()化学键HHHClHBrBrBr436431363193A.HClB.HBrC.H2D.Br2解析:键能越大,断开该键需要的能量越大,含有该键的分子就越稳定,故最不稳定的是D项。答案:D8.根据键的成键特征,判断CC键的键能和CC键的键能的关系是()A.双键的键能等于单键的键能的2倍B.双键的键能大于单键的键能的2倍C.双键的键能小于单键的键能的2倍D.无法确定解析:根据碳碳双键中含有1个键,由于键电子云重叠程度小,不如键稳定,所以双键的键能小于单键键能的2倍,选项C正确。答案:C9.从实验测得不同物质中氧氧键之间的键长和键能数据如下表,其中x、y的键能数据尚未测定,但可根据规律推导键能的大小顺序为wzyx。该规律是()OO键数据O2键长/(10-12 m)149128121112键能/(kJmol-1)xyz=497.3w=628A.成键时电子数越多,键能越大B.键长越长,键能越小C.成键所用的电子数越少,键能越大D.成键时电子对越偏移,键能越大解析:电子数由多到少的顺序为O2,而键能大小顺序为wzyx,故A项错误;这些微粒都是氧原子参与成键,共用电子对无偏移,D项错误;对于这些微粒在成键时所用电子情况,题中无信息,故无法推知成键所用的电子数与键能的关系,C项错误。由已知信息知,、O2与的键长按由长到短的顺序为O2,与键能的大小顺序正好相反,说明键长越长,键能越小,B项正确。答案:B10.某些共价键的键能数据如下表(单位:kJmol-1):共价键HHClClBrBrHClHIIINNHOHN键能436243194432299153946463391(1)把1 mol Cl2分解为气态原子时,需要(填“吸收”或“放出”)kJ能量。(2)由表中所列化学键形成的单质分子中,最稳定的是,最不稳定的是;形成的化合物分子中最稳定的是,最不稳定的是。解析:本题主要考查键能的定义以及键能与化学键稳定性的关系。(1)新键形成释放能量,旧键断裂必然吸收能量,根据能量守恒定律,可知断开1 mol ClCl键吸收的能量等于形成1 mol ClCl键释放的能量,即为ClCl键的键能。(2)键能越大,化学键越稳定,越不容易断裂,化学性质越稳定,因此最稳定的单质为N2,最不稳定的单质是I2,最稳定的化合物是H2O,最不稳定的化合物是HI。答案:(1)吸收243(2)N2I2H2OHI11.已知元素的某种性质“X”是元素的一种基本性质。下面给出13种元素的X的数值:(导学号52700086)元素AlBBeCClFLiX的数值1.52.01.52.53.04.01.0元素MgNaOPSSiX的数值1.20.93.52.12.51.8试结合元素周期表知识完成下列问题。(1)经验规律告诉我们,当形成化学键的两个原子对应元素的X相差数值大于1.7时,形成的一般是离子键,小于1.7时,一般为共价键。试推测AlBr3中化学键的类型为。(2)某有机物分子中含有SN键,你认为共用电子对应该偏向于(填元素符号)原子。(3)C、H、Cl、O、Na五种元素可互相结合,在由其中两种元素组成的化合物中,共价化合物有(写四种)。在由其中三种元素组成的化合物中,共价化